DE3520668A1

DE3520668A1 - Endloser kolbenring

Info

Publication number: DE3520668A1
Application number: DE19853520668
Authority: DE
Inventors: Hans-H. Dr.-Ing. 7054 Korb Schüßler
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1985-06-08
Filing date: 1985-06-08
Publication date: 1986-06-26

Description

'Endloser Kolbenring"
Die Erfindung bezieht sich auf einen endlosen Kolbenring nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der DE-PS 686 583 ist ein Kolbendichtungsring für Brennkraftmaschinen bekannt, der einen zum Brennraum gerichteten Ansatz aufweist, mit einer offenen Ringnut zum Brennraum, die durch zwei elastische Ringwände begrenzt ist. Von Nachteil ist jedoch dabei, daß der Kolbenring keine zufriedenstellende Elastizität aufweist, um der geometrischen Außenform der begrenzenden Wand der Zylinderlaufbuchse zu folgen, so daß der gewünschte Verlauf des Anpressdruckes nicht gewährleistet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kolbenring der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß der Kolbenring bei Formabweichungen der Zylinderinnenwand unter Beibehaltung seiner Vorspannung. an der Zylinderinnenwand anliegt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung beinhalten die Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kolbenringes weist den Vorteil auf, daß er sich aufgrund der Vielzahl von Einschnitten längs des Umfanges den sich während des Hubes verändernden Zylinderformabweichungen unter Beibehaltung einer konstanten Anpresskraft längs des Umfanges anpaßt. Darüberhinaus wirken die Einschnitte als dltaschen und wirken sich damit günstig auf das Schmier- bzw. Laufverhalten des Kolbenringes im Zylinder als auch in der Kolbenringnut aus.
In der Zeichnung ist der Kolbenring in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt: Figur 1 einen Kolbenring mit umfangsseitig angeordneten Einschnitten, in Draufsicht, Figur 2 eine in der Figur 1 mit A bezeichnete Einzelheit des Kolbenringes Figur 3 einen gebauten Kolben mit sich an elastischen Elementen abstützenden Kolbenringen, und Figuren Ausführungsformen des elastischen Elementes.
4 bis 6 In der Figur 1 ist ein endloser Kolbenring 1 mit umfangsseitig wechselnden Einschnitte 2, 3 dargestellt. Die Einschnitte 2 verlaufen im gleichmäßigen Teilungsabstand dY zueinander radial vom Außen- zum Innenumfang 4, 5 des Kolbenringes 1. Mit gleidimäßigem TeilungsabstanddN zueinander weist der Kolbenring 1 Einschnitte 3 auf, die radial vom Innenzum Außenumfang 5, 4 verlaufen. Die vom Innen- zum Außen- umfang 5, 4 verlaufenden Einschnitte 3 sind mit einem Teilungsabstando zu den vom außen- zum Innenumfang 4, 5 verlaufenden Einschnitten 2 angeordnet.
In der Figur 2 ist die mit "A" bezeichnete Einzelheit aus der Figur 1 näher dargestellt. Die radiale Wanddicke a des Kolbenringes 1 ist durch wechselseitige umfangsseitig angeordnete Einschnitte 2, 3 aufgetrennt.
Die Länge L der Einschnitte in der radialen Wanddicke a beträgt bis zu 80 % der Wanddicke a. Die Summe der Breite b der Einschnitte entspricht der Stoßspielbreite eines vergleichbaren geschlitzten Kolbenringes, d.h.
die Breite b eines Einschnittes 2, 3 beträgt ca. 1 Iwn und wird mit einem Laser eingeschnitten. Zur Vermeidung von Rißausbildungen infolge Kerbwirkung münden die Einschnitte in erweiternde Entlastungsbohrungen 34 mit einem Durchmesser von ca. 0,5 m.
Ein gebauter Kolben 10 in der Figur 3 umfaßt ein Kolbenbodenteil 11, ein aus zwei Kreisringseheiben 12, 13, aus zwei Kolbenringen 1, und dem Ölabstreifring 23 gebildeten Ringbereich 14 und einen Kolbenschaft 15. Der topfartige Kolbenschaft 15 umfaßt Bolzenaugen 16, 17 und einen Steg 18 mit einer Bohrung 19 zur Aufnahme eines Spannelementes 20, mit dem das Kolbenbodenteil 11 und die Kreisringscheiben am Kolbenschaft 15 befestigt sind.
Die Kreisringscheiben 12, 13 weisen eine annähernd Z-förmige Querschnittsfläche auf.Kreisringförmige Nuten 24, 25 zur Aufnahme der Kolbenringe 1 werden vom Kolbenbodenteil 11 mit der Kreisringscheibe 12, sowie zwischen dieser und der Kreisringscheibe gebildet. Ein Ölabstreifring 23 ist in einer vom Kolbenschaft 15 und von der Kreisringscheibe 13 gebildeten Nut 26 angeordnet. In den Nuten 24, 25 sind elastische Elemente 27 angeordnet, mit denen die Vorspannkraft des Kolbenringes 1 gegen die nicht dargestellte Zylinderinnenwand verstärkt wird. Die elastischen Elemente 27 stützen sich einerseits an der Kreisringscheibe 12, 13 und andererseits am Innenumfang 5 des Kolbenringes 1 ab.
Das elastische Element 27 ist gemäß der Figur 4 als ringsegmentförmiges Federband 28 mit mäanderförmigen Verlauf ausgebildet.
Das elastische Element 27 in der Figur 5 wird durch Schraubenfedern 29 gebildet, die in Einschnitten 31 eines ringsegmentartigen Stützkörpers 30 angeordnet sind.
Der die Schraubenfedern 29 halternde und führende ringsegmentartige Stützkörper 32 nach Figur 6 umfaßt am Außenumfang angeordnete sich radial erstreckende Stifte 33 zur Aufnahme der Schraubenfedern 29.
Erfindungsgemäß kann zur Erzielung einer vorgegebenen Radialdruckverteilung der Vorspannkraft des Kolbenringes an der Zylinderinnenwand der Kolbenring mit partiellen Einschnitten am Innen- bzw. am Außenunfamg mit unterschiedlicher Abstandsweite von Einschnitt zu Einschnitt versehen werden.

Claims

Patentansprüche ( I.j Endloser Kolbenring für einen gebauten Kolben einer Brennkraftmaschine, der sich unter Vorspannung elastisch gegen die Wand des Zylinders abstützt und von einer kreisringförmigen Nut aufgenommen ist, die vom Kolbenbodenteil und dem Kolbenschaft gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenring (1) umfangsseitig auftrennende Einschnitte (2,3) aufweist.
2. Endloser Kolbenring anch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (2, 3) in gleichmäßigem Abstand (d:) verteilt umfangsseitig des Kolbenringes (1) angeordnet sind.
3. Endloser Kolbenring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einschnitte (2) radial vom Innen- zum Außenumfang (5, 4) des Kolbenringes (1) erstrecken.
4. Endloser Kolbenring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die umfangsseitigen Einschnitte (3) sich radial vom Außen- zum Innenumfang (4, 5) des Kolbenringes (1) erstrecken.
5. Endloser Kolbenring nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (2, 3) wechselseitig am Innen- und Außenumfang (4, 5) angeordnet sind.
6. Endloser Kolbenring nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Breite (b) der Einschnitte (2,3) einer Stoßspielbreite eines vergleichbaren geschlitzten Kolbenringes entspricht.
7. Endloser Kolbenring nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Einschnittes (2, 3) bis zu 80 % der radialen Wanddicke (a) des Kolbenringes beträgt.
8. Endloser Kolbenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung des Kolbenringes (1) mit elastischen Elementen (27) unterstützbar ist, die in der kreisringförmigen Nut (24, 25) angeordnet sind und sich am Innenumfang (5) des Kolbenringes (1) und an einer Kreisringscheibe (12, 13) des gebauten Kolbens (10) abstützen.
9. Endloser Kolbenring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (27) als ringsegmentförmiges Federband (28) mit mäanderförmigen Verlauf ausgebildet ist.
10. Endloser Kolbenring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (27) durch Schraubenfedern (29) gebildet wird, die in Einschnitten (31) eines ringsegmentartigen Stützkörpers (30) angeordnet sind.
11. Endloser Kolbenring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (27) ringsegmentartige Stützkörper (32) mit am Außenumfang sich radial erstreckenden Stiften(33) zur Aufnahme der Schraubeiedern (29) umfaßt.
12. Endloser Kolbenring nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (2, 3) in erweiternde Entlastungsbohrungen (34) münden.